Hidrodinâmica Aula 06 (1 0 Sem./2016) 1
Introdução à dinâmica do fluidos Equação de Euler: algumas expressões matemáticas complementares 2
Aceleração local e advectiva: 3 Componentes locais Componentes advectivas
4 Nota: Usamos está relação na aula anterior.
5 1.Para a equação com a componente x da aceleração podemos somar e subtrair os termos ½ v ( v/ x) e ½ w ( w/ x), reagrupar os termos e obter a seguinte equação: aceleração local aceleração na deformação linear aceleração na deformação angularaceleração na rotação Encontramos formas similares para as componentes y e z. (6.1)
6 2.É útil, também, transformar os termos da aceleração para formas que enfatizam a energia cinética e termos rotacionais. Adicionando e subtraindo o termo (v ( v/ x) + w ( w/ x)) à mesma equação anterior obtemos, onde podemos escrever, Introduzindo os coeficientes de rotação,
7 Termos idênticos à este último podem ser obtidos para as componentes y e z e assim escrevemos uma relação completa, (6.2)
8 As equações (6.2) podem ser escritas de uma forma mais concisa usando notação vetorial: Aceleração local Termo da energia cinética Termo rotacional Aceleração advectiva (6.3)
Uma conseqüência simples 9
10 A relação (6.3) para a aceleração de um elemento de fluido pode ser usada para reescrever a equação de Euler: Forma original da equação de Euler Força conservativa por unidade de volume Aceleração Equação de Euler para forças conservativas
11 Se consideramos apenas o peso atuando sobre o volume de uma parcela do fluido, vimos que = -gz. Neste caso, se consideramos um fluido incompressível num escoamento estacionário e irrotacional podemos escrever a relação anterior como, Equação de Bernoulli para um escoamento irrotacional
FIM 12 Exercício: (a) qual a diferença entre essa forma para a equação de Bernoulli e a forma que vimos na Aula 05? (b) Deduza a equação (6.2) a partir da equação (6.3).